元素周期律課件

1、第2課時 元素周期律,【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.能說出元素電離能、電負(fù)性的含義。 2.能應(yīng)用元素的電離能解釋元素的某些性質(zhì)。 3.了解原子半徑、第一電離能、電負(fù)性的周期性變化。 4.具有運用“位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)”三者關(guān)系解決實際問題的能力。,【自主學(xué)習(xí)】 一、原子半徑 1.影響因素:,負(fù)電排斥,增大,越大,縮小,2.遞變規(guī)律:,電子的能,層數(shù),越大,越小,二、電離能 1.定義:_原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為 _所需的_能量,叫第一電離能。,氣態(tài)電中性基態(tài),氣態(tài)基態(tài)正離子,最低,2.應(yīng)用:可以衡量元素的原子失去一個電子的難易程度。 第一電離能數(shù)值越_,原子越容易失去一個電子。 3.元素第一電離能符號:_。,小,

2、I1,4.元素第一電離能變化規(guī)律: (1)對同一周期的元素而言,_元素的第一電離能 最小,_元素的第一電離能最大;從左到右,元 素的第一電離能在總體上呈現(xiàn)從_到_的變化趨勢, 表示元素原子越來越難失去電子。,堿金屬,稀有氣體,小,大,(2)同主族元素,自上而下第一電離能逐漸_,表明 自上而下原子越來越_失去電子。,減小,易,三、電負(fù)性和“對角線規(guī)則” 1.電負(fù)性:,鍵合,電子,4.0,變大,變小,2.對角線規(guī)則: 在元素周期表中,某些主族元素與其_的主族元素 的電負(fù)性_,性質(zhì)_,被稱為“對角線規(guī)則”。如,右下方,接近,相似,【自我小測】 1.下列有關(guān)說法不正確的是() A.主族元素的第一電離能

3、越大,其非金屬性越強 B.主族元素的第一電離能越小,其金屬性越強 C.金屬單質(zhì)與酸反應(yīng)的難易,只跟該金屬的第一電離能有關(guān),D.金屬單質(zhì)跟酸反應(yīng)的難易,除跟該金屬元素的第一電離能有關(guān)外,還與該單質(zhì)中固態(tài)金屬原子以及該金屬原子失去電子后在水溶液中形成水合離子的變化有關(guān),【解析】選C。金屬單質(zhì)與酸反應(yīng)時,可能失去一個、兩個或三個電子而顯+1、+2、+3價,所以可能與第二電離能、第三電離能有關(guān)。,2.按F、Cl、Br、I順序遞增的是() A.外圍電子B.第一電離能 C.電負(fù)性 D.原子半徑,【解析】選D。F、Cl、Br、I的外圍電子數(shù)相同,故A錯誤;從FI第一電離能依次減小,原子半徑依次增大,電負(fù)性依

4、次減小,故B、C錯誤,D正確。,3.下列圖示中縱坐標(biāo)表示元素的電負(fù)性數(shù)值,橫坐標(biāo)表示同一主族的5種元素的原子序數(shù)的是(),【解析】選B。同主族自上而下原子半徑增大,原子對鍵合電子的吸引力減小,元素的電負(fù)性減小,即同主族隨原子序數(shù)的增大,電負(fù)性減小,選項中符合此變化規(guī)律的為B中所示圖象。,4.下列各組元素,按原子半徑依次減小,第一電離能逐漸增大的順序排列的是() A.K、Na、LiB.Al、Mg、Na C.N、O、CD.Cl、S、P,【解析】選A。A項中,元素為同主族元素,符合題目中的變化規(guī)律;B項中,半徑依次增大,第一電離能的順序為I1(Mg)I1(Al)I1(Na);C項中,原子半徑: r(

5、C)r(N)r(O),第一電離能的順序為I1(N)I1(O)I1(C);D項中,原子半徑: r(P)r(S)r(Cl),第一電離能的順序為I1(Cl)I1(P)I1(S)。,5.下列各組元素按電負(fù)性大小的順序排列,正確的是 () A.FNOB.OClF C.AsPHD.ClSAs,【解析】選D。據(jù)元素電負(fù)性變化規(guī)律,同周期內(nèi),隨原子序數(shù)遞增,電負(fù)性逐漸增大,A項中,電負(fù)性O(shè)N,B項中FO,故A、B錯誤。同主族內(nèi),隨原子序數(shù)遞增,電負(fù)性逐漸減小,C項中AsS,S的電負(fù)性大于與As同主族的P的電負(fù)性,故D正確。,6.下列各組元素性質(zhì)的遞變情況錯誤的是() A.Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多

6、 B.P、S、Cl元素最高正價依次升高 C.N、O、F電負(fù)性依次增大 D.Na、K、Rb第一電離能逐漸增大,【解析】選D。根據(jù)元素周期律可知,除稀有氣體外,同一周期從左到右原子最外層電子數(shù)依次增多、元素最高正價依次升高、元素原子的電負(fù)性依次增大,故A、B、C正確;同一主族,從上到下隨著電子層數(shù)的增加,元素的第一電離能逐漸減小,故D錯誤。,一、微粒半徑大小的比較 思考探究:,仔細(xì)觀察主族元素原子半徑的變化規(guī)律,思考下列問題: (1)應(yīng)如何理解同周期主族元素從左到右原子半徑的變化趨勢? (2)應(yīng)如何理解同主族元素從上到下原子半徑的變化趨勢? (3)原子能層數(shù)多的元素的原子半徑是否一定大于原子能層數(shù)

7、少的元素的原子半徑?,(4)比較Na與Na+、Cl與Cl-的半徑大小,并說明理由。 (5)具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子,如O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+的半徑大小關(guān)系如何?為什么?,【總結(jié)歸納】微粒半徑大小的比較方法 1.同周期元素的原子半徑隨核電荷數(shù)的增大而減小(稀有氣體除外)。如原子半徑NaMgAlSiPSCl。 2.同主族元素的原子半徑隨核電荷數(shù)的增大而增大。如原子半徑LiNaKRbCs。,3.同主族元素的離子半徑隨核電荷數(shù)的增大而增大。如原子半徑F-Na+Mg2+Al3+。 5.同一元素不同價態(tài)的微粒半徑,價態(tài)越高微粒半徑越小。如原子半徑FeFe2+Fe3+。,【易錯提醒】對微粒

8、半徑的認(rèn)識誤區(qū) (1)微粒半徑要受電子層數(shù)、核電荷數(shù)和核外電子數(shù)的綜合影響,并不是單獨地取決于某一方面的因素。 (2)原子電子層數(shù)多的原子半徑不一定大,如鋰的原子半徑為0.134 nm,而氯的原子半徑為0.099 nm。 (3)對于同一種元素,并不是原子半徑一定大于離子半徑。如Cl-的半徑大于Cl的半徑。,【拓展深化】微粒半徑大小比較的關(guān)鍵 (1)不同周期不同主族元素原子半徑比較,先看周期再看主族。 (2)對于離子的半徑比較,要借助于電子層結(jié)構(gòu)相同的離子半徑變化規(guī)律和元素周期律進(jìn)行判斷。 (3)同一元素的陽離子半徑小于原子半徑;陰離子半徑大于原子半徑。,【題組過關(guān)】 1.(2016臨沂高二檢測

9、)下列關(guān)于粒子半徑大小關(guān)系的判斷不正確的是() r(Li+)r(Na+)r(K+)r(Rb+)r(Cs+) r(F)r(Cl)r(Br)r(I) r(Na+)r(Mg2+)r(Al3+)r(F-)r(O2-) r(Fe2+)r(Fe3+)r(Fe) A.B.C.D.,【解題指南】解答本題時要注意以下兩點: (1)同周期、同主族原子半徑(離子半徑)的變化規(guī)律。 (2)具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子半徑變化規(guī)律。,【解析】選C。同主族元素的原子或離子半徑隨著電子層數(shù)增多,半徑依次增大,正確;具有相同的電子層結(jié)構(gòu)的陰、陽離子半徑隨著原子序數(shù)的增大而逐漸減小,r(Al3+)r(Mg2+)r(Na+)r(F-

10、)r(O2-),錯誤;對于同一元素,陽離子半徑小于原子半徑,化合價越高半徑越小,錯誤。,2.(2016綿陽高二檢測)下列關(guān)于微觀粒子半徑的說法正確的是() A.電子層數(shù)少的元素的原子半徑一定小于電子層數(shù)多的元素的原子半徑 B.核外電子層結(jié)構(gòu)相同的單核粒子,半徑相同 C.質(zhì)子數(shù)相同的不同單核粒子,電子數(shù)越多半徑越大 D.原子序數(shù)越大,原子半徑越大,【解析】選C。由于同周期主族元素原子半徑逐漸減小,故第3周期A族元素原子半徑不一定比上一周期A族元素原子半徑大,如r(Li)r(Cl),故A項錯誤;對于核外電子層結(jié)構(gòu)相同的單核離子和原子,半徑是不同的,故B項錯誤;質(zhì)子數(shù)相同的不同單核粒子,陰離子半徑原

11、子半徑陽離子半徑,故C項正確;原子序數(shù)增大,原子半徑不是一直增大,而是呈周期性變化的,故D項錯誤。,3.(2016深圳高二檢測)a元素的陰離子、b元素的陰離子和c元素的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。已知a的原子序數(shù)大于b的原子序數(shù),則a、b、c三種元素的離子半徑大小順序是() A.abcB.bacC.cabD.cba,【解析】選B。由題意可知,b、a在同一周期,c在下一周期,且原子序數(shù)大小為bac。,【補償訓(xùn)練】 1.下列化合物中陰離子半徑和陽離子半徑之比最大的是() A.LiIB.NaBrC.KClD.CsF,【解析】選A。堿金屬離子半徑:Li+Na+K+Cs+;鹵素離子半徑:F-Cl-Br-

12、I-,顯然,陰離子半徑和陽離子半徑之比最大的是LiI。,2.下列微粒半徑大小比較正確的是() A.Na+Cl-Na+Al3+ C.NaMgAlSi D.CsRbKNa,【解析】選B。選項A中,四種離子核外電子排布相同,核電荷數(shù)越大,半徑越小;選項B中S2-和Cl-,Na+和Al3+的核外電子排布分別相同,電子層數(shù)相同,微粒半徑大小取決于核電荷數(shù),S2-和Cl-比Na+和Al3+多一個電子層,微粒半徑顯然是前兩者大;C項電子層數(shù)相同,核電荷數(shù)越大,半徑越小,應(yīng)為NaMgAlSi;D項,同一主族,電子層數(shù)增多,原子半徑增大,應(yīng)為CsRbKNa。,二、電離能的遞變規(guī)律及應(yīng)用 1.電離能的遞變規(guī)律:

13、(1)第一電離能:元素的第一電離能呈現(xiàn)周期性變化。 同周期的元素:從左到右,第一電離能總體上呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢,表示元素原子失電子越來越難。 同主族的元素:自上而下第一電離能逐漸減小,表示元素的原子失電子越來越容易。,同一周期中,第A族元素的第一電離能比第A族元素的第一電離能要大,第A族元素的第一電離能比第A族元素的第一電離能要大,這是因為第A族元素的最外層p軌道全空,第A族元素的最外層p軌道半滿,全空和半滿狀態(tài)相對穩(wěn)定。,(2)逐級電離能。 原子各級電離能越來越大:原子失電子時,首先失去的是能量最高的電子,故第一電離能比較小,以后再失去電子都是能級較低的電子,所需要的能量多;同時,失去電子后

14、,原子核對電子的吸引力更強,因此電離能越來越大,即I1I2I3,各級電離能逐級遞增中有突躍現(xiàn)象:同一能層的電子,能量相差不大,從同一個能層逐漸失去一個電子時,所需要的能量差別不是太大。不同能層的兩個電子失去時,所需要的能量有很大的差距。故逐級電離能間有突躍現(xiàn)象,如Na的I1和I2之間、Mg的I2和I3之間、Al的I3和I4之間,都有突躍現(xiàn)象。利用電離能的突躍現(xiàn)象,可以判斷核外電子的分層排布情況,如下表所示:,鈉、鎂、鋁的電離能(kJmol-1),2.電離能的應(yīng)用: (1)用來衡量原子失去電子的難易,比較元素的金屬性強弱。一般地,元素的第一電離能越小,金屬性越強。,(2)判斷元素的主要化合價:元

15、素的各級電離能逐漸增大并且會有突躍,一般第一次突躍前的電離能所對應(yīng)的電子是最外層電子,對于金屬元素來說,該類電子的個數(shù)就是該元素的最高正化合價,如鈉原子的I1、I2、I3分別是496、4 562、6 912(單位是kJmol-1),在I1和I2之間發(fā)生了突躍,這也說明鈉原子最外層只有一個電子,在化合物中一般呈現(xiàn)+1價。,【易錯提醒】電離能規(guī)律的常見誤區(qū) (1)電離能可以衡量原子失電子能力,要注意失去多個電子時,第一電離能就不一定特別大(鈉、鎂和鋁的第一電離能)。 (2)在電離能的遞變規(guī)律應(yīng)用時,特別注意半滿、全滿和全空時,電離能出現(xiàn)異常。,【題組過關(guān)】 1.(2016泉州高二檢測)下列有關(guān)電離

16、能的說法中,正確的是() A.第一電離能越大的原子失電子的能力越強 B.第一電離能是元素的原子失去核外第一個電子需要的能量,C.同一周期中,主族元素原子第一電離能從左到右越來越大 D.可通過一種元素各級電離能的數(shù)值,判斷元素可能的化合價,【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下幾點: (1)電離能是氣態(tài)基態(tài)原子或離子失去核外一個電子需要的最低能量。 (2)元素原子的第一電離能越大,表示該元素的原子越難失去電子。 (3)從總的變化趨勢上看,同一周期中第一電離能從左到右逐漸增大,但有反常,如NO。,【解析】選D。第一電離能越大說明越難失去電子,故A項錯誤;第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為

17、氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,故B項錯誤;同一周期中,主族元素原子第一電離能從左到右整體上是越來越大,但是有個別主族元素反常,故C項錯誤;D選項的內(nèi)容是電離能的應(yīng)用之一,故正確。,【延伸探究】 (1)比較Na、Mg、Al的第一電離能大小順序,并從原子結(jié)構(gòu)角度進(jìn)行解釋。 提示:第一電離能NaAlMg。一般情況下同周期元素原子自左向右金屬性逐漸降低,第一電離能逐漸增大。但由于鎂元素的3p軌道是全空狀態(tài),穩(wěn)定性強,所以第一電離能大于Al的第一電離能。,(2)元素X的各級電離能數(shù)據(jù)如下:,則元素X的常見價態(tài)是_。,提示:+3。對比表中電離能數(shù)據(jù)可知,I1、I2、I3電離能數(shù)值相對較小,至I4數(shù)值突然

18、增大,說明元素X的原子中,有3個電子容易失去,因此,該元素的常見化合價為+3。,2.從(1)P和S;(2)Mg和Ca;(3)Al和Si三組原子中,分別找出原子的第一電離能較高的元素,這三種元素的原子序數(shù)之和是() A.40B.48C.41D.49,【解析】選C。第一電離能I1(P)I1(S)(同周期A族元素高于A族元素),I1(Mg)I1(Ca)(同主族遞變規(guī)律),I1(Si)I1(Al)(同周期遞變規(guī)律),所以三種元素的原子序數(shù)之和為15+12+14=41。,【補償訓(xùn)練】 1.(2016煙臺高二檢測)下列價電子排布所對應(yīng)的原子中,第一電離能最大的是() A.3s23p1B.3s23p2C.3

19、s23p3D.3s23p4,【解析】選C。四種元素均是第3周期元素,分別為Al、Si、P、S,由于磷原子的3p能級半充滿,所以其I1最大。,2.具有下列電子層結(jié)構(gòu)的原子,其第一電離能由大到小排列正確的是() 3p軌道上只有一對成對電子的原子外圍電子排布為3s23p6的原子其3p軌道為半充滿的原子 正三價的陽離子的電子層結(jié)構(gòu)與氖原子相同的原子 A. B. C.D.,【解析】選C。本題考查同周期元素第一電離能的遞變規(guī)律,題中所述結(jié)構(gòu)的原子都是第3周期元素。是稀有氣體,其第一電離能最大。是硫原子,是磷原子,是鋁原子。根據(jù)規(guī)律I1(Al)最小,S雖然在P的右邊,但磷原子3p軌道是半滿結(jié)構(gòu),較穩(wěn)定,故I

20、1(P)I1(S)。,三、電負(fù)性的遞變規(guī)律和應(yīng)用 思考探究:,仔細(xì)觀察主族元素電負(fù)性的變化規(guī)律,思考下列問題: (1)元素周期表中的同周期主族元素從左到右,元素的電負(fù)性的變化趨勢如何? (2)周期表中的同主族元素從上到下,元素的電負(fù)性變化趨勢如何? (3)元素周期表中電負(fù)性最大的元素和電負(fù)性最小的元素位于周期表中的哪個位置?,(4)已知K、Al、Cl的電負(fù)性分別為0.8、1.5、3.0,則KCl、AlCl3中的化學(xué)鍵類型是什么?,【總結(jié)歸納】 1.電負(fù)性的遞變規(guī)律:元素的電負(fù)性呈現(xiàn)周期性變化。 (1)同周期,自左向右,元素原子的電負(fù)性逐漸增大。 (2)同主族,自上而下,元素原子的電負(fù)性逐漸變小

21、。,2.電負(fù)性的應(yīng)用: (1)判斷金屬性、非金屬性強弱。,(2)判斷元素的化合價。 電負(fù)性大的元素一般呈現(xiàn)負(fù)價。 電負(fù)性小的元素一般呈現(xiàn)正價。,(3)判斷化學(xué)鍵的類型。 一般地,如果兩個成鍵元素原子間的電負(fù)性差值大于1.7,它們通常形成離子鍵。 如果兩個成鍵元素原子間的電負(fù)性差值小于1.7,它們通常形成共價鍵,且電負(fù)性差值越大,共價鍵的極性越強。,(4)元素“對角線”規(guī)則。 在元素周期表中,某些主族元素與其右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的(如硼和硅的含氧酸鹽都能形成玻璃且互熔),被稱為“對角線規(guī)則”。,如Li、Mg的電負(fù)性分別為1.0、1.2;Be、Al的電負(fù)性分別為1.5、1.5;B和Si

22、的電負(fù)性分別為2.0、1.8。它們的電負(fù)性接近,說明它們對鍵合電子的吸引力相當(dāng),表現(xiàn)出的性質(zhì)相似。,【易錯提醒】電負(fù)性應(yīng)用的局限性 (1)電負(fù)性描述的是原子核對電子吸引能力的強弱,并不是把電負(fù)性1.8作為劃分金屬和非金屬的絕對標(biāo)準(zhǔn)。 (2)元素電負(fù)性的值是相對量,沒有單位。 (3)并不是所有電負(fù)性差值大于1.7的兩元素間形成的化學(xué)鍵一定為離子鍵,電負(fù)性差值小于1.7的兩元素間一定形成共價鍵,應(yīng)注意一些特殊情況。,【題組過關(guān)】 1.有A、B、C、D、E 5種元素,它們的核電荷數(shù)依次增大,且都小于20。其中C、E是金屬元素;A和E屬于同一族,它們原子的最外層電子排布式為ns1。B和D也屬于同一族,

23、它們原子最外層的p能級電子數(shù)是s能級電子數(shù)的兩倍,C原子最外層上電子數(shù)等于D原子最外層上電子數(shù)的一半。A、B、C、D、E 5種元素的電負(fù)性分別為2.5,3.5,0.8,2.1,1.5中的一種,請回答下列問題:,(1)A是_(用元素符號填空,下同),B是_,C是_,D是_,E是_。 (2)A、B、C、D、E的電負(fù)性分別為A_,B_,C_,D_,E_。,(3)由電負(fù)性判斷,以上五種元素中金屬性最強的是_(填元素符號,下同),非金屬性最強的是_。 (4)當(dāng)B與A、C、D分別形成化合物時,B顯_(填“正”或“負(fù)”,下同)價,其他元素顯_價。,(5)當(dāng)B與A、C、D、E(與E形成E2B)分別形成化合物時

24、,化合物中有離子鍵的是_(填化學(xué)式,下同),有共價鍵的是_。,【解題指南】解答本題時要注意以下3點: (1)電負(fù)性的遞變規(guī)律。 (2)由電負(fù)性判斷元素種類的方法。 (3)由電負(fù)性差值判斷化學(xué)鍵類型。,【解析】A、E均為A族元素且E為金屬元素,則A為H, 由于B、D為同族且最外層的p能級電子數(shù)為s能級電子 數(shù)的2倍,則B、D的價電子排布式為ns2np4,為A族元 素,則B為O,D為S,E為K,C的價電子排布式為3s23p1,為 Al。五種元素中,屬于金屬的是Al、K,且活潑性:KAl, 則K的電負(fù)性為0.8,Al的電負(fù)性為1.5;屬于非金屬的是 H、S、O,非金屬性:OSH,則電負(fù)性O(shè)為3.5,S為2.5,H,為2.1;當(dāng)O與H、S、Al形成化合物時,由于O的電負(fù)性大,所以O(shè)顯負(fù)價,其他元素顯正價。當(dāng)O與H、Al、S、K形成化合物時,兩元素電負(fù)性